Аккумуляторы из зарядное устройство для квадрокоптера

Вес и габариты АКБ

При выборе аккумуляторной батареи нужно исходить из параметров самого летательного аппарата. Если вы хотите поменять АКБ на серийном изделии, то габариты батареи должны вписываться в габариты аккумуляторного отсека квадрокоптера. При этом масса беспилотника с обновленной батареей не должна превышать его максимальный взлетный вес.

Невыполнение этих требований ведет к перегреву и выходу из строя элементов винтомоторной группы или к установке АКБ вне аккумуляторного отсека. Последнее может нарушить центровку машины, снизить ее управляемость и повысить лобовое сопротивление. Увеличивается и риск нарушения целостности аккумулятора при столкновениях с препятствиями или падениях.

Как подобрать аккумулятор для квадрокоптера

Первое, на что надо обратить внимание – размеры батарейного отсека вашего квадрокоптера!

Согласитесь, это весьма неприятно, если аккумулятор не влазит в корпус вашего квадрика.

Второе, на что стоит обратить свое внимание – вес аккумулятора!

Для примера посмотрим вес аккумуляторов с первой фотографии: Zippy весит 309 грамм, AgaPower 294 грамма. При этом у последнего емкость и токоотдача выше.

Если выбирать из этих двух – то AgaPower 

Токоотдача – желательно брать максимальную. Но, чем выше токоотдача – тем тяжелее и дороже аккумулятор. Так что балансируем между весом и токоотдачей.

Причина простая – из заявленной емкости 4200 в полете отдается около 3000 мАч. Чем дольше летаете тем ниже напряжение на аккумуляторе, при низком токопотреблении можно вытянуть практически все 4200, но квадрокоптер в полете кушает весьма прилично. Вот и получается, под нагрузкой аккумулятор имеет напряжение 10.2 вольта, а посадишь квадрокоптер – на нем 11 вольт.

Практика показывает – чем больше токоотдача аккумулятора, тем больше он сможет отдать без просадки напряжения и тем длиннее будет полет!

Разница между 25C, 30С и 35С при одинаковой емкости аккумуляторов одной фирмы может быть в 10-25 грамм и нескольких долларах цены. Размеры при этом могут быть одинаковы. Так что имеет смысл пожертвовать деньгами и небольшим весом, но получить возможность продержаться в воздухе не 18, а 22 минуты. При таком подходе 4 минуты – это на четверть полетного времени дольше!

Структура LiPo аккумулятора

Еще одним важным решением является выбор структуры АКБ. Напомним, что LiPo аккумулятор состоит из одной или нескольких ячеек (иногда их называют банками), соединенных последовательно. Каждый структурный элемент обеспечивает номинальное напряжение 3,7 В. Узнать о количестве ячеек (то есть о выходном напряжении всей АКБ) можно по цифровому индексу, нанесенному на корпус батареи перед буквой S.

Уровень выходного напряжения напрямую влияет на предельную скорость вращения установленных на коптере электромоторов. Напомним, что важнейшим параметром электродвигателя является зависимость скорости вращения его вала от питающего напряжения (без нагрузки). Этот параметр называется KV и измеряется в оборотах на вольт.

При прочих равных условиях, чем больше выходное напряжение батареи, тем выше предельная скорость вращения несущих винтов квадрокоптера, а значит и скорость всего воздушного судна. Двигатели с высоким KV устанавливают на скоростные машины. Они способны обеспечить необходимую моделям гоночного класса высокую динамику полета без применения сложной (и тяжелой) АКБ.

Если выбор делается в пользу продолжительности и плавности полета, то используются двигатели с меньшим KV. Они могут потребовать от бортового аккумулятора несколько большего выходного напряжения. Отметим, что продолжительность пребывания квадрокоптера в воздухе возрастает не за счет увеличения емкости полетной батареи, а за счет снижения уровня выходного тока при выполнении аналогичного объема работ.

Как заряжать аккумулятор квадрокоптера

Скажу сразу – нужно зарядное устройство с экраном и возможностью настройки параметров зарядки. Хотя бы самое дешевое из этого сегмента!

Заряжается LiPo аккумулятор квадрокоптера током 1С, для емкости 4000мАч это 4 Ампера, для 4200 – 4.2А, для 2800мАч – 2.8 Ампера и так далее. В этом случае зарядка длится около часа.

Зарядное устройство идущее в комплекте с квадрокоптером обычно имеет ток зарядки 0.5-0.8А. 

Вот оно – на переднем плане фотографии. Такой зарядник (он 0.8А) будет заряжать аккумулятор 2700 мАч (там же на фото) в течении 3 с четвертью часов! А если у вас 4 аккумулятора? 

К тому же, современные аккумуляторы можно заряжать повышенным током, на первой фото на AgaPower в правом нижнем углу написано “Change 1-2C (max 5C)” – это означает, что можно поставить не 4.2А, а 8.4А и зарядка будет длиться около 30 минут. В поле можно и 5С – 21А (если имеете зарядное устройство с таким током), тогда время зарядки будет около 12 минут!!!

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyde

Сравните 3 часа 20 минут и  12 минут на зарядку аккумулятора – есть разница? 🙂

Синий зарядник на фото выше имеет максимальный ток 5А, им заряжает 4200 за минут 40, к тому же он не дорогой и я имею их 2 штуки 🙂

Уровень токоотдачи

Токоотдача отражена на корпусе АКБ в виде индекса, стоящего перед буквой C. Этот параметр демонстрирует допустимую скорость разряда данного аккумулятора. Величина, обратная значению C, показывает минимальное время (выраженное в часах), за которое данная батарея может отдать всю свою энергию. Скажем, значение 20C указывает на то, что соответствующая АКБ может без ущерба для себя разрядиться за 1/20 часа или 3 минуты.

Скорость разряда является одним из самых важных, но часто упускаемым из виду факторов, влияющих на выбор аккумуляторной батареи. Слишком низкая токоотдача может привести к повреждению бортового аккумулятора, а батарея с излишне высоким индексом C является более тяжелой и способна ухудшить полетное время.

Чтобы определить оптимальные параметры батареи нужно знать сумму токов, потребляемых всеми системами летательного аппарата. Расчеты упрощает тот факт, что суммарное потребление электронных систем квадрокоптера пренебрежимо мало по сравнению с потреблением его силовой установки.

Допустим, на квадрокоптере установлены двигатели, каждому из которых необходим ток 15 А. Имеется батарея 5100 мАч 10C. Вопрос: подойдет ли она для данного БПЛА?

Суммарное потребление четырех двигателей равно 60 А. Выходной ток аккумуляторной батареи можно получить умножением емкости, выраженной в Ач, на числовой коэффициент C. Умножаем 5,1 Ач на 10, получаем 51 А. Вывод: батарею использовать нельзя.

Режим хранения для аккумулятора квадрокоптера

Полностью заряженный LiPo аккумулятор теряет свои свойства! Разряженный тоже, но медленнее. Хранить надо при напряжении 3,85 Вольта на элемент.

Забытый на месяц заряженный LiPo аккумулятор может потерять или снизить токоотдачу, а может и вовсе помереть.

Компютеризированные зарядные устройства (с экраном) имеют специальный режим Storage – в этом режиме аккумулятор дозаряжается или разряжается до напряжения хранения.

Перед первым использованием обязательно полностью зарядите аккумулятор.

Храните аккумулятор в сухом помещении при температуре не выше 20°.  

Батарея должна быть на половину заряжена и отключена от радиоуправляемой модели, если вы не собираетесь ею пользоваться как минимум в течении суток.

Емкостные характеристики

Емкость LiPo АКБ определяется током, который может полностью разрядить аккумулятор за один час. Например, постоянный ток 1,3 А (или 1300 мА) способен за час истощить LiPo батарею емкостью 1300 мАч.

Изменение этого показателя в большую сторону может увеличить полетное время, но ведет к ухудшению весовых и габаритных характеристик самой аккумуляторной батареи. Отметим, что зависимость времени полета от емкости аккумулятора не является линейной функцией. Наступает момент, когда вес более мощной батареи становится помехой, останавливающей рост продолжительности полета или даже снижающей его.

В общем случае, можно порекомендовать выбирать аккумулятор, имеющий максимально возможную емкость при весовых характеристиках, позволяющих получить взлетный вес квадрокоптера на уровне 70-75% от максимального значения этого параметра.

Как выбрать аккумулятор для квадрокоптера

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsde

Существует несколько видео батарей: NiMH, NiCd, LiPo. Рекомендуем приобретать Литий полимерную Li-Po батарею для дронов, так как они более энергоемкие и позволят дольше летать на одном заряде.

Если вы используете квадрокоптер зимой, аккумулятор перед установкой держите в тепле. Аккумуляторы можно использовать до минус 10°, но учтите, что на холоде заряд будет тратиться быстрее обычного.

Я дам ссылки на те устройства, которые есть сейчас в продаже, а так же поясню их преимущества.

iMax – достаточно известная фирма, 6 лет назад подобный зарядник стоил около 200$, сейчас около 33$. Позволяет заряжать аккумуляторы током до 5А, подключается как к розетке (100-240 Вольт), так и к внешнему питанию 10-30 Вольт (аккумулятор автомобиля в поле). 

• Купить iMAX B6-AC B6AC можно .

OCDAY DP6 180W 16A – зарядник требует внешнего питания 10-30 Вольт, удобен в поле, в домашних условиях требуется источник питания (я использую БП от старого компьютера). Максимальный ток зарядки 16 Ампер.

• Купить OCDAY DP6 180W 16A можно .

Skyrc SK-100078 RacingStar RS16 – питание  11-18 Вольт, максимальный ток 16 Ампер. 

• Купить Skyrc SK-100078 RacingStar RS16 можно .

Соединители

Все полетные батареи LiPo (за исключением аккумуляторов 1S и батарей, имеющих специальный дизайн) выпускаются с двумя наборами проводов и разъемов. Через силовой кабель выполняется подключение батареи к квадрокоптеру или силовому выходу зарядного устройства. Дополнительный балансировочный кабель используется только в режиме подзарядки и позволяет заряжать все ячейки аккумулятора равномерно.

Выбор соединителя для силового кабеля зависит от максимального выходного тока батареи. Наиболее популярными типами силовых разъемов являются XT30, XT60 и XT90, выдерживающие силу тока в 30, 60 и 90 A соответственно. В качестве соединителей для балансировочного кабеля обычно используются разъемы JST-XH.

Соединение аккумуляторов

У начинающих часто возникает вопрос – а можно ли соединять аккумуляторы между собой. Ответ – да, но есть нюансы.

Самое главное – для соединений используются одинаковые аккумуляторы, это важно! 

Первый вариант – параллельное соединение LiPo аккумуляторов.

Параллельное соединение LiPo используется для увеличения емкости, а значит и полетного времени. На фотографии выше – переходник для такого подключения аккумуляторов к квадрокоптеру.

Допустим вы имеете два LiPo акка 3S 2200 20С, при параллельном подсоединении вырастает их емкость и получается аккумулятор 3S 4400 20C.

Использовать надо именно одинаковые аккумуляторы, так как если один будет разряжаться сильнее, то возникнет эффект подзарядки слабого аккумулятора от более сильного, а ток зарядки тут не регулируется, слабый (или с меньшей емкостью) аккумулятор через десяток другой полетов может просто придти в негодность.

Последовательное соединение LiPo – используется для увеличения напряжения питания.

Обычно такое соединение используется для удешевления стоимости аккумуляторов. Как ни странно, два 3S аккумулятора зачастую дешевле, чем 6S той же емкости.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevde

Если соединить два 3S 2200 20C последовательно, то получится аккумулятор 6S 2200 20C.

Наиболее часто такое соединение встречается у любителей радиоуправляемых вертолетов и на больших квадрокоптерах. Используются моторы с малым kv и соответственно большим напряжением. Повышая напряжение питания можно увеличить мощность, не увеличивая токи.

Если у вас есть вопросы по аккумуляторам или зарядным устройствам – задавайте их в комментариях, обязательно отвечу!

Обзор квадрокоптеров

Количество батарей

Производители некоторых премиальных квадрокоптеров устанавливают на свое изделие две одинаковые аккумуляторные батареи, соединенные параллельно. При создании собственных моделей аналогичным образом могут поступать и любители.

У такого подхода есть свои плюсы и минусы. Во-первых, дублирование источника питания повышает надежность всего летательного аппарата. Во-вторых, увеличивается общая емкость двойной АКБ. Кроме того, параллельная зарядка двух батарей уменьшает время подготовки к полету. В то же время, применение двух батарей чревато превышением допустимого взлетного веса и увеличением расходов на приобретение дополнительного оборудования.

Бренды

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Очень хорошую репутацию среди пользователей завоевали аккумуляторные батареи Kokam, Thunder Power, Gens Ace, Turnigy и Zippy.

• Лидерами продаж являются аккумуляторы Kokam и Thunder Power. Первые из них устанавливаются на легкие квадрокоптеры, а вторые – на средние и большие летательные аппараты. Такое распределение обусловлено номенклатурой выпускаемых АКБ.
• С точки зрения производительности и качества одним из лучших является бренд Gens Ace. Единственным недостатком этих аккумуляторов является их сравнительно высокая цена.
• Жизненный цикл аккумуляторов Turnigy не столь продолжителен, как у Gens Ace. Популярность Turnigy базируется на хороших качественных показателях при относительно низкой стоимости. Кроме того, под этим брендом выпускаются довольно хорошие зарядные устройства.
• Батареи Zippy показывают очень хорошее соотношение цены и качества. Этот один из самых дешевых брендов вполне справляется с поставленными перед ним задачами, демонстрируя при этом неплохую производительность и долговечность. АКБ Zippy можно порекомендовать новичкам или создателям бюджетных квадрокоптеров.

Надеемся мы помогли вам разобраться в характеристиках АКБ и вы сделаете правильный выбор.